分布式系统中的CAP 理论

CAP 理论

即同时满足一致性、可用性、分区容错性这三者是不可能的,其中 C(Consistency)代表一致性,A(Availability)代表可用性,P(Partition Tolerance)代表分区容错性。
为什么说 CAP 三者不能被同时满足的呢?
你可以想象在一个分布式系统里面,包含了多个节点,节点之间通过网络连通在一起。正常情况下,通过网络,从一个节点可以访问任何别的节点上的数据。
但是有可能出现网络故障,导致整个网络被分成了互不连通的区域,这就叫作分区。一旦出现分区,那么一个区域内的节点就没法访问其他节点上的数据了,最好的办法是把数据复制到其他区域内的节点,这样即使出现分区,客户端也能访问任意区域内节点上的数据,这就是分区容错性。
但是把数据复制到多个节点就可能出现数据不一致的情况,这就是一致性。要保证一致,就必须等待所有节点上的数据都更新成功才可用,这就是可用性。
总的来说,就是数据副本节点越多,分区容错性越高,但数据一致性越难保证。为了保证数据一致性,又会带来可用性的问题。
而注册中心一般采用分布式集群部署,也面临着 CAP 的问题,根据 CAP 不能同时满足,所以不同的注册中心解决方案选择的方向也就不同,大致可分为两种。
CP 型注册中心,牺牲可用性来保证数据强一致性,最典型的例子就是 ZooKeeper,etcd,Consul 了。ZooKeeper 集群内只有一个 Leader,而且在 Leader 无法使用的时候通过 Paxos 算法选举出一个新的 Leader。这个 Leader 的目的就是保证写信息的时候只向这个 Leader 写入,Leader 会同步信息到 Followers,这个过程就可以保证数据的强一致性。但如果多个 ZooKeeper 之间网络出现问题,造成出现多个 Leader,发生脑裂的话,注册中心就不可用了。而 etcd 和 Consul 集群内都是通过 raft 协议来保证强一致性,如果出现脑裂的话, 注册中心也不可用。
AP 型注册中心,牺牲一致性来保证可用性,最典型的例子就是 Eureka 了。对比下Zookeeper,Eureka 不用选举一个 Leader,每个 Eureka 服务器单独保存服务注册地址,因此有可能出现数据信息不一致的情况。但是当网络出现问题的时候,每台服务器都可以完成独立的服务。
而对于注册中心来说,最主要的功能是服务的注册和发现,在网络出现问题的时候,可用性的需求要远远高于数据一致性。即使因为数据不一致,注册中心内引入了不可用的服务节点,也可以通过其他措施来避免,比如客户端的快速失败机制等,只要实现最终一致性,对于注册中心来说就足够了。因此,选择 AP 型注册中心,一般更加合适
注意:
其实基本上不存在ca系统 只要有网络连接 分区隔离 就一定存在了p, 所以只有 ap和 cp 系统,也就是说在网络分区的情况下 只能 c和a 选择一个
 
参考:极客时间胡忠想老师的《从0开始学微服务》
原文地址:https://www.cnblogs.com/hi3254014978/p/14151944.html